污水厂自动化控制在水处理方面的应用

污水厂自动化控制在水处理方面的应用

随着信息化技术以及网络技术的飞速发展，这为污水处理提供了一个新途径。污水厂污水处理设备比较多，连续性强，处理工艺复杂，而且管理也很困难。为了确保污水处理工艺与设备能安全地、长期地、可靠地运行，并科学地管理及控制污水处理的生产过程，处理污水时自动化控制的意义不断地凸显出来。建立科学的、自动化的污水处理厂，可以加强污水处理系统的准确性、可靠性，也可以降低劳动强度及减少处理成本，实现能源的能源。同时，科学的生产管理要求具有先进的自动化控制系统及控制技术，以满足社会发展与进步的需要。

　一、污水厂自动化控制应用现状

　　到目前为止，我国污水处理能力还跟不上用水规模迅速扩张的步伐，管网及污泥处理等相关配套设施的建设严重滞后。一些污水处理厂不具备有效的污水排出通道，设计能力也就鞭长莫及了，投资效益因此而不能充分地发挥出应有的效用。另外，同一些发达国家相比较，我国的污水处理设施负荷率偏低，与国外的先进设备与技术存在着明显的差距。一方面我国污水处理自动化控制领域起步比较晚，技术水平自然也就落后于发达国家；但是从另一方面来讲，我国的污水处理自动化控制发展也是比较迅速的。为了能够有效改善环境，使污水处理行业得到快速发展，我们必须还要加强对污水处理自动化控制技术的基础以及应用程度进行分析和研究。另外，我国的污水处理发展水平也不均衡。我国的污水处理厂自动化控制系统的现状是自动与手动皆备，引进与自制并举。对于一些小型的污水处理厂来说，例如味精厂、饮料厂、啤酒厂等，由于生产的季节性、技术力量薄弱、资金不足等原因，所使用的检测仪表大多数都是国产离线仪表，而且监测方式也是先取样后测量，再根据测量的结果来调整设备的运行状态。由于仪表准确性比较差，而且属于非连续性的监测，导致设备运行的调整有个时间差，出水的水质不稳定。而一些大型的现代化的污水处理厂为了能够实现自动化控制，保证出水的水质达标，或者借鉴国内外地先进技术与经验进行自行开发，或者利用政府投资及国外优惠低息贷款，来成套的引进澳大利亚、丹麦、德国等国家的污水处理设备、工艺及自动化控制系统、监测仪器仪表和相应的软件。由于自动化程度高、技术先进、设备配套性好，系统能够连续稳定地运行，因此能够保证出水的水质达标。

　二、自动化控制系统应用分析

　　自动化控制系统指的是通过通信网络将众多带有通信接口的执行器件、检测元件、控制设备与主机联接起来，让计算机来进行智能化的管理，实现集中调度、集中分析、集中监控、集中处理的新型的处理过程自动化控制系统。PLC、SCADA、FCS、DCS等技术蓬勃发展为自动化控制技术的应用带来了全新的生机，自动化控制系统在工业控制领域当中的广泛应用为各个行业现代化的生产提供新的途径。

1.PLC自动化控制系统。PLC即可编程控制器，它是新型的工业控制装置，以信息化技术为基础。PLC是由传统的继电器控制系统发展起来的，它的主要功能是实现了开关量可以进行逻辑控制。PLC是一种面向现场的控制器，它主要的特点就是具有高抗扰能力和高可靠性，可以适应比较复杂的现场环境；PLC也是一种局部控制器，随着应用规模的不断扩大和工业以太网的出现，多台PLC相互连接起来能形成一个较大的控制系统。对于污水处理厂而言，污水处理方式不同，自动化控制系统应用PLC的条件就有所不同。一般来看，污水处理厂都具备总控室以及多个现场的控制站，站和站之间通过信息层网络或者控制器层网络相连接，然后再全部都连接到总控制室，总控制室多台计算机、工作站与图形站都使用信息层网络来连接，这样与现场控制站就组成了高速数据交换、分散控制集中管理的工厂级自动化控制网络。PLC自动化控制系统是污水处理厂的核心环节，合理的设计和选型，对污水处理厂能否自动化的、高效的运行显得尤为重要。

2.SCADA自动化控制系统。即数据采集系统与监视控制，该系统包括三个部分，上位监视层、控制设备层以及执行设备层。SCADA自动化控制系统可以实时地收集数据，对生产的现场进行本地或者远程自动控制，同时对工艺流程还进行全面地、实时地监控，并且进一步为决策层和管理层提供数据报表等必要的信息。污水厂SCADA自动化控制系统是通过计算机、控制装置、仪表等设备对收集处理污水工程进行自动管理、控制、检测，来保证污水处理系统的有效、经济、安全运行。同时，对污水处理流程进行自动化的监测与实时地控制，提高污水的处理效率，降低处理的能耗。SCADA自动化控制系统利用远程通信组成分级计算机的监控系统，实现了污水处理本地控制与远程控制，同时也实现了对两个控制的调度与监控，对信号的及时传输，或者对无人值班的远程站实施在线远程遥控指挥。

3.FCS自动化控制系统。即现场总线控制系统，它是目前世界上比较新型的控制系统，自20世纪90年代迈向实用化以来，它以迅猛的势头快速地发展了起来，成为自动化控制技术当中的一个亮点。FCS自动化控制系统是将组成自动化系统的各种控制器、执行器、传感器通过现场控制网络连接起来，通过网络来传输，完成传统的控制系统当中需要进行硬件连接才能够传递的信号，并且完成协调各种设备工作，实现自动化的控制。目前，世界上自动化控制系统应用现场总线主要有Can、Hart、Ff、Modbus、Profibu等。FCS可以说是第五代过程控制系统，是由DCS或者PLC发展而来的。FCS是在传统的集散控制系统与仪表控制系统的基础之上利用现场总线的技术逐步发展而形成的，到目前为止仍然采用着许多的模拟仪表、DCS及PLC系统。以后的自动化控制系统将是以FCS为中心，兼有PLC、DCS系统的一种新型的信息化、网络化、开放性、智能化、标准化的控制系统。FCS自动化控制系统在污水处理厂的应用，造成污水处理领域又一次革命，具有里程碑式的主要意义，开创了污水处理厂自动化控制系统的一个新纪元。

　总结：

　　水资源是社会和经济实现可持续发展的一个最重要的因素，因此污水处理厂担负着巨大的责任。污水处理厂要在现有处理污水的技术基础之上，不断研发新技术，总结经验，提高污水处理的效率，降低处理成本，同时使出水的水质达到国家要求的各级标准。（来源：土木工程网）